增材制造技术之七—通用工艺问题1:3D打印零件摆放方向

发表于 2017-3-14 16:14:36 显示全部楼层 0 5261

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本文讨论零件打印方向对于精度、强度、打印速度以及表面质量的影响。

内容:

1.介绍
2.打印方向的重要性
3.不同工艺对于打印方向的依赖度  

1.介绍

设计师往往不太注意打印方向对于打印质量的影响,本文主要介绍打印方向对于增材制造过程的影响以及不同工艺对于打印方向的依赖程度。

2.        打印方向的重要性

1)零件精度
以圆筒打印为例,沿着圆筒中心轴进行打印,外表面会很光滑;若将圆筒按中心轴沿水平方向摆放,打印完成之后表面会有很多层叠纹,并且需要添加支撑,只在向下一侧的第一层是一个平整的表面。两个方向打印的圆筒表面质量存在显著差异。

2)打印时间
打印方向因为影响了造型的高度,因此打印时间会受到影响。以圆筒为例,与垂直方向相比,平躺的圆筒总的打印层数减少,花的时间大大减少。对于材料挤压技术如FDM,若构建的体积相同,打印时间不会受到打印方向的影响。

3)零件强度
增材制造的零件在强度上具有各向异性,X、Y方向的性能与Z方向的性能具有差异,因此必须考虑零件的应用,如果是功能性部件要考虑受力的方向。与X、Y方向方向相比,FDM部件在Z方向上容易发生分层断裂。

4)支撑
设计师容易忽略支撑打印也会增加额外时间并会增加成本,通常要花费大量时间来确定最佳打印方向来减少失败以及支撑的使用量。

5)表面质量
一般来说,3D打印零件的顶部或朝上的表面具有最佳的表面光洁度。
对于FDM零件,上表面不与构件板接触,通常很平滑。
对于SLA零件,上表面不需支撑,不需要后处理。
基于粉末的打印工艺如SLS和粘合剂喷射允许上表面通过空气固化,而底部和侧面在粉末中固化,因此具有粉末质地。

3.不同工艺对于打印方向的依赖度

下表描述了在不考虑支撑材料和构建空间前提下,打印方向对于不同技术的影响程度。

技术 打印方向的重要性
FDM 很重要
SLA 很重要
SLS 不重要
Polyjet 重要
Binderjet 不重要
SLM或DLSM 很重要

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